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數(shù)控技術(shù)第一章緒論1、 數(shù)控機(jī)床的工作流程(1) 數(shù)控加工程序的編制:從零件圖樣到制成控制介質(zhì)全部過(guò)程。(2) 程序輸入:將零件程序、控制參數(shù)和補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入數(shù)控裝置。(3) 譯碼:將加工信息和其它輔助信息翻譯成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)據(jù)形式并存在指定內(nèi)存區(qū)域。(4) 刀具補(bǔ)償:補(bǔ)償?shù)毒咝螤罴俺叽缯`差,包括刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。(5) 插補(bǔ):根據(jù)給定速度和輪廓線型的要求,在輪廓之間,確定中間點(diǎn)的方法。(6) 位置控制和機(jī)床加工:伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件加工工件。2、 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床一般由輸入輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測(cè)量反饋裝置和機(jī)床本體五部分組成。(1) 輸入輸出設(shè)備:主要實(shí)現(xiàn)程序編制、程序和數(shù)據(jù)的輸入以及顯示、存儲(chǔ)和打印,如:鍵盤、顯示器、紙帶閱讀機(jī)、磁帶機(jī)和磁盤驅(qū)動(dòng)器等。(2) 數(shù)控裝置:數(shù)控機(jī)床的核心,接受輸入設(shè)備的程序、數(shù)據(jù),完成數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷以及輸入輸出控制等功能。通常由一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)或通用計(jì)算機(jī)與輸入輸出接口板以及機(jī)床控制器組成。功能:多坐標(biāo)控制;插補(bǔ);程序輸入、編輯和修改;故障自診斷;補(bǔ)償?shù)?。?) 伺服系統(tǒng):連接數(shù)控裝置(CNC)和數(shù)控機(jī)床(主機(jī))的關(guān)鍵部分,接收來(lái)自數(shù)控裝置的指令,驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床上的執(zhí)行件(工作臺(tái)或刀架)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。并將運(yùn)動(dòng)結(jié)果反饋回去與輸入指令相比較,直至與輸入指令之差為零,機(jī)床精確到達(dá)要求的位置。(4) 測(cè)量反饋裝置:測(cè)量速度和位移,并將信息反饋給數(shù)控裝置,構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng),常用如脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、光柵等。(5) 機(jī)床本體:完成各種切削加工的機(jī)械部分,包括床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。3、數(shù)控機(jī)床的分類(1)按機(jī)械加工的運(yùn)動(dòng)軌跡分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床使刀具相對(duì)于工件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的精確定位運(yùn)動(dòng);對(duì)軌跡不作控制要求;運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行任何加工。典型機(jī)床:數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床。直線控制數(shù)控機(jī)床不僅保證點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確定位,且控制相關(guān)點(diǎn)之間的位移速度和路線,路線一般由平行于各坐標(biāo)軸或與坐標(biāo)軸成45度直線組成。特點(diǎn):運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要切削,需具備刀具半徑、長(zhǎng)度補(bǔ)償功能及主軸轉(zhuǎn)速控制功能。典型機(jī)床:簡(jiǎn)易NC車床,簡(jiǎn)易NC銑床。輪廓控制數(shù)控機(jī)床能同時(shí)控制兩個(gè)或兩個(gè)以上的軸,對(duì)位置及速度進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷控制。特點(diǎn):具有直線和圓弧插補(bǔ)功能、刀具補(bǔ)償功能、機(jī)床各種誤差補(bǔ)償功能。典型機(jī)床:NC車床,NC銑床,加工中心。按伺服系統(tǒng)的控制原理分類開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床特點(diǎn):機(jī)床不帶位置檢測(cè)裝置,不將位移的實(shí)際值反饋回去與指令值進(jìn)行比較修正,控制信號(hào)的流程單向,使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件。系統(tǒng)精度取決于步進(jìn)電機(jī)的步距精度和工作頻率以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度,難以實(shí)現(xiàn)高精度加工。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低,調(diào)試維修方便。適用范圍:對(duì)精度、速度要求不高的經(jīng)濟(jì)型、中小型數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床安裝在工作臺(tái)上的位置檢測(cè)裝置把工作臺(tái)的實(shí)際位移量反饋到控制器與指令信號(hào)相比較,驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)向減少誤差的方向移動(dòng)。系統(tǒng)精度理論上僅取決于測(cè)量裝置的精度,消除了放大和傳動(dòng)部分的誤差,間隙誤差等的直接影響。缺點(diǎn):系統(tǒng)較復(fù)雜,調(diào)試和維修較困難。適用范圍:大型或比較精密的數(shù)控設(shè)備。半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床測(cè)元件裝在傳動(dòng)鏈的旋轉(zhuǎn)部位(電動(dòng)機(jī)或絲杠端),不檢測(cè)工作臺(tái)的實(shí)際位移量,檢測(cè)與位移量有關(guān)的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角量。特點(diǎn):精度比閉環(huán)差,但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于調(diào)整,檢測(cè)元件價(jià)格低,系統(tǒng)穩(wěn)定性能好。適用范圍:廣泛應(yīng)用于中小型數(shù)控機(jī)床。4、數(shù)控機(jī)床適用范圍數(shù)控機(jī)床適用于品種變換頻繁、批量較小,加工方法區(qū)別大且復(fù)雜程度較高的零件。第二章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)(共5大部分)第一部分概述1、 數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟(1) 分析零件圖紙(2) 確定加工工藝過(guò)程(3) 數(shù)值計(jì)算(4) 編寫零件加工程序單(5) 制作程序介質(zhì)(6) 程序校驗(yàn)和試切削2、 數(shù)控編程的方法手工編程和自動(dòng)編程3、 程序的構(gòu)成加工程序由程序號(hào)(名)和若干個(gè)程序段組成。每個(gè)程序段又由程序段號(hào)和若干個(gè)指令字組成,指令字由字母、符號(hào)、數(shù)字組成。每段程序由;結(jié)束。程序段是數(shù)控程序的基本組成單元。4、 程序段格式程序段格式指一個(gè)程序段內(nèi)指令字的排列順序和表達(dá)方式,即程序段的書寫規(guī)則,程序中的字、字符、數(shù)據(jù)的安排規(guī)則。主要有三種:固定順序程序段格式、帶分隔符的固定順序程序段格式和字地址程序段格式。目前采用字地址程序段格式,也稱地址符可變程序段格式。程序段由順序號(hào)字、準(zhǔn)備功能字、尺寸字、進(jìn)給功能字、主軸功能字、刀具功能字、輔助功能字和程序段結(jié)束符組成。每個(gè)字都由字母開頭,稱為“地址”。5、 主程序和子程序數(shù)控程序分為主程序和子程序。在執(zhí)行主程序過(guò)程中,可多次重復(fù)調(diào)用子程序。6、 機(jī)床坐標(biāo)系確定方法順序:先確定Z軸,再確定X軸,最后確定Y軸。將平行于機(jī)床主軸的刀具運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)定義為Z坐標(biāo)。X軸為水平面方向,垂直于Z軸并平行于工件裝夾面。Y軸垂直于X、Z坐標(biāo),其方向根據(jù)X和Z軸按右手法則確定。7、 課本P15頁(yè),臥式車床和立式銑床的坐標(biāo)系需掌握。8、 回零操作是指回到參考點(diǎn),對(duì)機(jī)床坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定。9、 工作坐標(biāo)系(編程坐標(biāo)系)和工作原點(diǎn)工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時(shí)使用的,以工件圖紙上某一固定點(diǎn)為原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系,編程尺寸都按工件坐標(biāo)系中尺寸確定,也稱編程坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的各坐標(biāo)軸與機(jī)床坐標(biāo)系相應(yīng)的坐標(biāo)軸平行。在對(duì)零件圖進(jìn)行編程計(jì)算時(shí),必須首先建立編程坐標(biāo)系,其坐標(biāo)原點(diǎn)即為程序原點(diǎn)。要把程序應(yīng)用到機(jī)床上,必須讓數(shù)控系統(tǒng)知道程序原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo),需通過(guò)”對(duì)刀操作”完成。編程坐標(biāo)系在機(jī)床上就表現(xiàn)為工件坐標(biāo)系,坐標(biāo)原點(diǎn)就稱為工件原點(diǎn)。10、 車削工件原點(diǎn)一般設(shè)在主軸中心線上,多定在工件的左端面或右端面;銑削工件原點(diǎn)一般設(shè)在工件外輪廓的某一角上或工件對(duì)稱中心處,進(jìn)刀深度方向上的零點(diǎn)多取工件上表面。11、 通常,工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸與機(jī)床坐標(biāo)系相應(yīng)的坐標(biāo)軸平行,方向相同,但原點(diǎn)不同。在加工中,工件隨夾具在機(jī)床上安裝后,要測(cè)量工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的距離,該距離稱為工件原點(diǎn)偏置,該偏置值需預(yù)置到數(shù)控系統(tǒng)中,在加工時(shí)自動(dòng)加到工件坐標(biāo)系上,使數(shù)控系統(tǒng)按機(jī)床坐標(biāo)系確定加工時(shí)坐標(biāo)值。12、 絕對(duì)坐標(biāo)系與相對(duì)坐標(biāo)系(1) 絕對(duì)坐標(biāo)系位置點(diǎn)的坐標(biāo)值以固定的坐標(biāo)原點(diǎn)為起點(diǎn)確定的坐標(biāo)系,所用編程指令稱為絕對(duì)指令。絕對(duì)坐標(biāo)常用X、Y、Z代碼表示。(2) 增量坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)值以當(dāng)前點(diǎn)開始計(jì)算的坐標(biāo)系,坐標(biāo)原點(diǎn)是移動(dòng)的,所用的編程指令稱為增量指令。增量坐標(biāo)常用U、V、W代碼表示。13、 功能指令簡(jiǎn)介(1) 準(zhǔn)備功能G代碼(2) 輔助功能M指令(3) F、S、T指令進(jìn)給速度指令(F)、主軸轉(zhuǎn)速指令(S)、刀具功能指令(T)第二部分常用準(zhǔn)備功能指令G代碼1、 準(zhǔn)備功能G代碼,簡(jiǎn)稱G功能、G指令或G代碼,使機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)建立起某種加工方式的指令。主要包括:(1)與坐標(biāo)系有關(guān)的指令(2)運(yùn)動(dòng)控制指令(3)刀具補(bǔ)償指令(4)固定循環(huán)指令2、 坐標(biāo)系設(shè)定指令G92說(shuō)明:(1) 該指令僅是設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)位置,刀具并不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng);(2) 指令為模態(tài)指令,一般放在零件程序第一段;(3) 車削編程時(shí),X尺寸字中的數(shù)值一般用坐標(biāo)值的2倍,即用刀尖相對(duì)于回轉(zhuǎn)中心的直徑值編程;(4) 該指令程序段要求坐標(biāo)值X、Z必須齊全,不可缺少,并且只能使用絕對(duì)坐標(biāo)值,不能使用增量坐標(biāo)值;(5) 執(zhí)行該指令前,必須正確對(duì)刀,否則建立工件坐標(biāo)系不正確。3、 試切對(duì)刀法(必考) 伊工吃(1) 回參考點(diǎn):標(biāo)定測(cè)量系統(tǒng)。 R(2) 手動(dòng)操作機(jī)床,試切削: '.....' A.■■切削工件外圓表面,保持刀具在X方向位置不變退刀,記錄此時(shí)X軸坐標(biāo)值Xt,并測(cè)量試切后工件外圓直徑為d;切削工件右端面,保持刀具Z方向位置不變退刀,記錄此時(shí)Z軸坐標(biāo)值Zt。計(jì)算編程原點(diǎn)O在機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)值:若工件長(zhǎng)度為L(zhǎng),則編程原點(diǎn)為:Xo=Xt—d/2,Zo=Zt—L;若編程原點(diǎn)選在右端面O1,則L取0。計(jì)算起刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo):若起刀點(diǎn)在編程坐標(biāo)系中坐標(biāo)為A(60,100),則在機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)為:XA=Xo+60,ZA=Zo+100。操作機(jī)床,移動(dòng)刀具到起刀點(diǎn)位置(XA,ZA)。執(zhí)行G92指令,則系統(tǒng)建立新的工件坐標(biāo)系。4、 常用的對(duì)刀裝置:尋邊器和Z軸設(shè)定器5、 運(yùn)動(dòng)控制指令快速點(diǎn)定位指令(G00):G00的程序段不需要指定進(jìn)給速度F直線插補(bǔ)指令(G01)G01程序段中須含有進(jìn)給速度F指令,否則機(jī)床不動(dòng)作;G01和F指令均為續(xù)效指令。圓弧插補(bǔ)指令(G02、G03)G02表示順時(shí)針圓弧插補(bǔ);G03表示逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。圓弧順、逆方向判斷:沿垂直于加工圓弧所在平面的坐標(biāo)軸從正向往負(fù)向看(逆向),刀具相對(duì)于工件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針用G02,反之用G03。車床應(yīng)注意。(4) 圓弧插補(bǔ)指令的說(shuō)明終點(diǎn)坐標(biāo)X、Y、Z可用絕對(duì)坐標(biāo),也可用增量坐標(biāo),取決于指定的G90或G91,也可以用增量坐標(biāo)字U、V、W(如車床)。R是圓弧半徑,當(dāng)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角小于或等于180°時(shí),R取正值;當(dāng)圓心角大于180°時(shí),R取負(fù)值。I、J、K由從圓弧起點(diǎn)指向圓心的矢量決定,其計(jì)算可采用圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的偏移值(圓心坐標(biāo)減去圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)),以增量方式指定;對(duì)于車床,無(wú)論是直徑編程還是半徑編程,1均為半徑量。加工整圓,不能用R,只能用圓心坐標(biāo)I、J、K編程。(5) 暫停(延遲)指令(G04)第三部分刀具補(bǔ)償指令1、 刀具補(bǔ)償分類(1) 車削刀具補(bǔ)償功能分為:刀尖位置補(bǔ)償和刀尖半徑補(bǔ)償(2) 銑削刀具補(bǔ)償功能分為:刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償G41為左刀補(bǔ)(在刀具前進(jìn)方向左側(cè)補(bǔ)償),G42為右刀補(bǔ)(在刀具前進(jìn)方向右側(cè)補(bǔ)償)。2、 銑削刀具半徑補(bǔ)償過(guò)程(1) 刀補(bǔ)的建立:在刀具從起點(diǎn)接近工件時(shí),刀心軌跡從與編程軌跡重合過(guò)渡到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置量的過(guò)程。(2) 刀補(bǔ)進(jìn)行:刀具中心始終與編程軌跡相距一個(gè)偏置量直到刀補(bǔ)
取消。刀補(bǔ)取消:刀具離開工件,刀心軌跡過(guò)渡到與編程軌跡重合的過(guò)程。3、銑削刀具半徑補(bǔ)償例題(必考)考慮刀具半徑補(bǔ)償,編制加工程序:工件坐標(biāo)系如圖,XOY坐標(biāo)平面設(shè)定在工件上表面,按箭頭所示路徑進(jìn)行加工,加工開始時(shí)刀具距工件上表面50mm,切削深度為5mm,采用①5mm立銑刀。00100;N010G92X-10Y-10Z50; .N020G90G17;N030G00Z-5;N040G42G00X4Y10D01;N050M03S900;N060G01X30F800;N070G03X40Y20R10;N080G02X30Y30R10;N090G01X10Y20;N100Y5;N110G00Z50M05;N120G40G00X-10Y-10;N130M30;第三章數(shù)控加工程序的編制1、車削固定循環(huán)指令通??煞譃楹?jiǎn)單車削循環(huán)指令、復(fù)合車削循環(huán)指令以及螺紋車削循環(huán)指令等。2、對(duì)圖示零件編制精加工程序,圖中①85mm不加工。(必考)P53根據(jù)圖紙要求按先主后次加工原則,確定工藝路線。從右至左切削外輪廓面其路線為:倒角一一切削螺紋的實(shí)際外圓一一切削錐度部分一一車削①62mm外圓 倒角 車①80mm外圓 切削圓弧部分 車削80mm外圓。切3mmX①45mm的槽。車M48X1.5的螺紋。螺紋編程大徑D=d-0.1P螺紋編程小徑D=dT.3P(3) 坐標(biāo)系(原點(diǎn)、左端面、右端面)(4) 刀補(bǔ)(相對(duì)刀補(bǔ))(5) 編程程序N001G92 X200.0Z350.0;設(shè)定起刀點(diǎn)N002S630M03;主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速630r/min,選1號(hào)刀N003G00X41.8Z292.0T0101M08;快進(jìn)至X=41.8mm,Z=292mmN004G01 X47.8Z289.0F150;工進(jìn)至X=47.8,Z=289,速度150mm/min(倒角)N005 Z227.0; Z向工進(jìn)至Z=227mm(精車47.8mm螺紋外徑)N006 X50.0;X向工進(jìn)至X=50mmN007 X62.0W-60.0;X向工進(jìn)至X=62mm,-Z向工進(jìn)60mm(精車錐面)N008 Z155.0; 7向工進(jìn)至Z=155mm(精車62mm外圓)N009 X78.0; X向工進(jìn)至X=78mmN010 X80.0W-1.0;X向工進(jìn)至X=80mm,-Z向工進(jìn)1mm(倒角)N011 W-19.0; 2向工進(jìn)19mm(精車80mm外圓)N012 G02W-60.0I63.25K-30.0; 順圓-Z向工進(jìn)60mm(精車圓?。㎞013 G01Z65.0; 7向工進(jìn)至Z=65mm(精車80mm外圓)N014 X90.0; X向工進(jìn)至X=90mmN015 G00X200.0Z350.0T0100M09;返回起刀點(diǎn),取消刀具補(bǔ)償N017 M08;N018 G00X51.0Z227.0T0202;快進(jìn)至X=51,Z=227,開切削液N019G01X45.0F160;X向工進(jìn)至N019G01X45.0F160;X向工進(jìn)至X=45,速度160mm/min(車45mm槽)N020G04 P1000.0;暫停進(jìn)給1SN021G00 X51.0X向快退至X=51mm(退刀)N022X200.0Z350.0T0200;N023M09;N024N020G04 P1000.0;暫停進(jìn)給1SN021G00 X51.0X向快退至X=51mm(退刀)N022X200.0Z350.0T0200;N023M09;N024S200M03主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速200r/minN025 G00X52.0 Z296.0 T0303;N026 G33X47.2 Z228.5 F1.5;N027 X46.6; 螺紋切削循環(huán),螺距1.5mmN028 X46.1;N029 X45.8;N030 G00X200.0 Z350.0 T0300 M09;回起刀點(diǎn),取消刀補(bǔ),關(guān)切削液N031 M05; 主軸停N032 M30; 程序結(jié)束3、例:加工如圖零件,要求精車外形,不留加工余量。(1) 分析零件圖紙、確定加工工藝過(guò)程選擇刀具并畫出刀具布置圖根據(jù)要求選用三把刀:1號(hào)刀車外圓,2號(hào)刀切槽,刀刃寬4mm,3號(hào)刀車螺紋。換刀點(diǎn)、起刀點(diǎn)在(200,300)。工藝路線首先車削外形,再切槽,最后車螺紋。確定切削用量車外圓:主軸轉(zhuǎn)速為S600r/min,進(jìn)給速度為F150啞/min;切槽:主軸轉(zhuǎn)速為S300r/min,進(jìn)給速度為F100啞/min;車螺紋:主軸轉(zhuǎn)速為S200r/min,進(jìn)給速度為F1.0mm/r。(2) 數(shù)值計(jì)算螺紋外徑二12-0.1*1=11.9;螺紋牙深=0.6495X1=0.6495;螺紋內(nèi)徑孑螺紋外徑-1.3p=12-1.3*1=10.7。(3) 編寫程序N0010G92X200.0Z300.0;(建立工件坐標(biāo)系)N0020G00X0Z1.0S600T0101M03M08;(快進(jìn)到接近點(diǎn))N0030G01Z0.0F150;(工進(jìn)到)N0040X9.9;(車端面)N0050X11.9Z-1.0;(倒角)N0060Z-14.0;(車螺紋外表面)N0070X16.0Z-18.0;(車錐面)N0080X10.0Z-38.0;(車倒錐面)N0090G02X18.0Z-42.0I4.0K0.0;(順圓加工)N0100G03X24.0Z-45.0I0.0K-3.0;(逆圓加工)N0110G01Z-52.0;(車大外徑)N0120G00X200.0Z300.0T0100M05M09;(快回到換刀點(diǎn))N0130X16.0Z-14.0S300T0202M03M08;N0140G01X9.0 F100;(切槽)N0150G04P5000;(延時(shí)5s)N0160G00X200.0;(徑向退刀)N0170Z300.0T0200M05M09;(快回到換刀點(diǎn))N0180X16.0Z3.0S200T0303M03M08;N0190G33X11.3Z-12.0F1.0;(以下分三刀切削螺紋)N0200X10.9;N0210 X10.7;N0220G00X200.0Z300.0T0300M05M09;(快回到換刀點(diǎn))N0230 X30.0Z-54.0S300T0202M03M08;N0240G01X0.0F100;(切斷)N0250G00X200.0Z300.0T0200M02;(結(jié)束)第四章計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置1、CNC裝置軟件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(1) 多任務(wù)并行處理(2) 實(shí)時(shí)中斷處理第五章數(shù)控裝置的軌跡控制原理1、逐點(diǎn)比較法2、利用逐點(diǎn)比較法進(jìn)行插補(bǔ),每一步都要經(jīng)過(guò)四個(gè)工作節(jié)拍:第一節(jié)拍一一偏差判別第二節(jié)拍一一進(jìn)給第三節(jié)拍一一偏差計(jì)算第四節(jié)拍一一終點(diǎn)判別3、直線插補(bǔ)如右圖所示第一象限直線OE,起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),終點(diǎn)坐標(biāo)E(Xe,Ye),直線方程為:XeY—XYe=0直線OE為給定軌跡,P(X,Y)為動(dòng)
F=F=XY-XY(1) 若P1點(diǎn)在直線上方,則有XeY—XYe〉0(2) 若P點(diǎn)在直線上,則有XeY—XYe=0(3) 若P2點(diǎn)在直線下方,則有XeY—XYe<0因此,可以構(gòu)造偏差函數(shù)為:偏差函數(shù)遞推計(jì)算采用偏差函數(shù)的遞推式(迭代式)由前一點(diǎn)計(jì)算后一點(diǎn):若Fi〉=0,規(guī)定向+X方向走一步Xi+1=Xi+1Fi+1=XeYi-Ye(Xi+1)=Fi-Ye若Fi<0,規(guī)定+Y方向走一步,則有Yi+1=Yi+1Fi+1=Xe(Yi+1)-YeXi=Fi+Xe終點(diǎn)判別直線插補(bǔ)的終點(diǎn)判別可采用三種方法。1) 判斷插補(bǔ)或進(jìn)給的總步數(shù);2) 分別判斷各坐標(biāo)軸的進(jìn)給步數(shù);3) 僅判斷進(jìn)給步數(shù)較多坐標(biāo)軸的進(jìn)給步數(shù)。
4、例:加工第一象限直線OE,如下圖所示,起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),終點(diǎn)坐標(biāo)為E(4,3)。試用逐點(diǎn)比較法對(duì)該段直線進(jìn)行插補(bǔ),并畫出插補(bǔ)軌跡。課本(P130)直線插補(bǔ)軌跡過(guò)程實(shí)例序號(hào)偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算終點(diǎn)判別0F0=0N=71F0=0+XF1=F0-Ye=-3N=62F1<0+YF2=F1+Xe=1N=53F2>0+XF3=F2-Ye=-2N=44F3<0+YF4=F3+Xe=2N=35F4>0+XF5=F4-Ye=-1N=26F5<0+YF6=F5+Xe=3N=17F6>0+XF7=F6-Ye=0N=0補(bǔ)充的題:一、 .主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)的變速系統(tǒng)1、 帶有變速齒輪的主傳動(dòng)(大、中型數(shù)控機(jī)床采用較多的一種方式。)2、 通過(guò)皮帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)(主要應(yīng)用在小型數(shù)控機(jī)床上)3、 由主軸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)(簡(jiǎn)化主軸箱體結(jié)構(gòu),提高主軸部件剛度。)二、 滾珠絲杠螺母副絲杠(螺母)旋轉(zhuǎn),滾珠在封閉滾道內(nèi)沿滾道滾動(dòng)、迫使螺母(絲杠)軸向移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線運(yùn)動(dòng)。三、 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的基本組成執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)控制單元必不可少。驅(qū)動(dòng)控制單元將進(jìn)給指令轉(zhuǎn)化為執(zhí)行元件所需的信號(hào)形式,執(zhí)行元件則將該信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的機(jī)械位移。開環(huán)伺服系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)控制單元、執(zhí)行元件和機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件組成。執(zhí)行元件通常選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。閉環(huán)(半閉環(huán))伺服系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)控制單元、執(zhí)行元件、機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件、反饋檢測(cè)元件、比較環(huán)節(jié)組成。反饋檢測(cè)分為速度反饋和位置反饋兩類,閉環(huán)伺服系統(tǒng)采用位置反饋元件將工作臺(tái)的實(shí)際位置檢測(cè)后反饋給比較環(huán)節(jié),比較環(huán)節(jié)將指令信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行比較,以兩者的差值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差,經(jīng)驅(qū)動(dòng)控制單元驅(qū)動(dòng)和控制執(zhí)行元件帶動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。四、 位置環(huán)由位置調(diào)節(jié)控制模塊、位置檢測(cè)和反饋控制部分組成;速度環(huán)由速度比較調(diào)節(jié)器、速度反饋和速度檢測(cè)裝置(如測(cè)速發(fā)電機(jī)、光電脈沖編碼器等)組成;電流環(huán)由電流調(diào)節(jié)器、電流反饋和電流檢測(cè)環(huán)節(jié)組成。電力電子驅(qū)動(dòng)裝置由驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路和功率放大器等組成。五、 直流伺服電機(jī)速度調(diào)節(jié)(直流電機(jī)的三種調(diào)速方法):1、 改變電樞外加電壓Ua??梢缘玫秸{(diào)速范圍較寬的恒轉(zhuǎn)矩特性,機(jī)械特性好,適用于主軸驅(qū)動(dòng)的低速段和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。2、 改變磁通量①。改變勵(lì)磁線圈電壓使磁通量改變,適用于主軸驅(qū)動(dòng)的高速段,不適合于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。3、 改變電樞電路的電阻Ra。該方法得到的機(jī)械特性較軟,不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速,不適合于數(shù)控機(jī)床。目前應(yīng)用最多的是晶體管脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)速系統(tǒng):利用大功率晶體管的開關(guān)作用,將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波電壓加到直流電機(jī)的電樞上,通過(guò)對(duì)方波脈沖寬度的控制,改變電樞的平均電壓,調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。六、 交流電機(jī)的速度控制(異步電機(jī)調(diào)速方法):(1) 變磁極對(duì)數(shù):通過(guò)對(duì)定子繞組接線的切換改變磁極對(duì)數(shù)實(shí)現(xiàn),只能產(chǎn)生二種或三種轉(zhuǎn)速,不能無(wú)級(jí)調(diào)速。(2) 改變轉(zhuǎn)差率:只適合于異步型交流電機(jī)的調(diào)速,低速時(shí)轉(zhuǎn)差率大,轉(zhuǎn)差損耗功率大,效率低。(3) 變頻調(diào)速:通過(guò)改變電機(jī)電源的頻率而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速?gòu)母咚俚降退俣伎梢员3钟邢薜?/p>
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